건국대학교는 생명환경과학대학 김광표 교수(분자생명공학) 연구팀이 약물이나 대사 물질이 체내에서 흡수·대사되는 과정을 별도의 분자 표지화 과정없이 극미량까지 직접 영상화하는 기술을 개발, 신약 후보물질 개발의 새로운 전기를 마련했다고 밝혔다.
사람이 복용하는 극미량의 약물이나 단백질 같은 생체분자들이 몸 구석구석에 영향을 미치는 모습을 마치 TV를 보듯이 들여다 볼 수 있게 된 셈이다.
분자표지화란 조직이나 세포에서 분자 영상을 얻기 위해, 분석하고자 하는 약물이나 대사물질에 빛을 내는 형광분자를 선별적으로 결합시키는 과정이다.
이번 연구는 교육과학기술부 지원 '신기술융합형 성장동력사업' 첨단의료기기사업본부 소관 '질량분석 의료기술 융합연구단(연구단장: 유종신 박사, 기초지원(연))과 세계수준의 연구중심대학(WCU)육성사업의 지원을 받아 건국대 김광표 교수의 주도하에 한국과학기술연구원(KIST) 김상경 책임연구원, 한국기초과학지원연구원(KBSI) 김영환 책임연구원의 참여로 수행되었다.
이번에 개발한 새로운 매트릭스(분자를 이온화시켜 질량분석기에서 분석이 되도록 하는 화합물) 제조기술은 기존 분자영상질량분석법의 한계를 극복하여 약물이 체내에 흡수된 후 치료부위에 정확히 전달되는지, 약물이 대사·배설되는 장기에 어떻게 분포되는지 등을 분자영상으로 파악할 수 있게 하였다.
분자영상질량분석기법은 조직이나 장기에 분포하는 생체 분자들의 공간적 분포 뿐 아니라 농도 정보까지 얻을 수 있는 장점 때문에 생명현상 분석에 활용도가 매우 높은 분석법이다.
하지만, 기존에 개발된 매트릭스를 이용한 분자영상분석에 사용되는 매트릭스 분자들은 높은 반응성으로 인해 다양한 작은 분자량을 가지는 물질을 만들어 내었고, 다양한 물질의 분자들과 분석하려고 하는 분자들의 분자량 겹침이 발생하여 의약품이나 체내 대사물질 분석을 어렵게 하였다.
김광표 교수 연구팀은 이와 같은 문제점을 극복할 수 있는 안정한 혼성매트릭스 제조기법을 이번 연구를 통해 개발하였다. 두 종류의 매트릭스를 적절히 혼합함으로써 안정한 이온성 액체*의 성질을 갖는 혼합 비율을 발견하여 매트릭스의 안정성을 높인 것이다.
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